بررسی آزمایشگاهی اثر دوگانه کربناتاسیون پیش از حریق بر شدت قلوه کن شدن اسپالینگ بتن و مکانیزم ترموهیدرال در حریق در بازه دمایی از ۳۰۰-۸۰۰ درجه سانتی گراد

حریق یکی از تهدیدات دائمی و جدی سازه های بتن آرمه محسوب می گردد، که خطر وقوع آن در ساختمان ها و در زیر ساخت هایی نظیر پل ها و تونل های شهری همواره وجود دارد. علیرغم پیشرفت سامانه های اعلام و اطفای حریق در سال های اخیر همچنان یک تهدید جدی برای سازه های بتن آرمه در تمام دنیا محسوب می شود. در کشورهای کمتر توسعه یافته و یا در حال توسعه مانند ایران تعداد حوادث آتش سوزی به علت رعایت کمتر دستورالعمل های ایمنی و پیشرفته نبودن سامانه های اعلام و اطفای حریق نسبت به کشورهای صنعتی بیشتر است. برخی فعل و انفعالات شیمیایی قبل حریق مانند کربناتاسیون می تواند آثار مخرب حریق را تشدید نماید. کربناتاسیون فرآیندی شیمیایی است که طی آن دی اکسید کربن با هیدروکسید کلسیم موجود در ماتریس سیمانی واکنش می دهد و pH سطح بتن را کاهش می دهد. اسپالینگ به شکست و جدا شدن لایه های سطحی بتن تحت اثر حرارت شدید اطلاق می شود که می تواند باعث قرار گرفتن فولادهای عضو سازه ای در برابر حریق مستقیم و نهایتا فروپاشی سازه گردد. هدف از این مطالعه بررسی اسپالینگ در سازه های بتن آرمه پیش کربناته شده و نحوه اثرگذاری کربناته شدن بر اسپالینگ بتن در زمان حریق است. این مطالعه به بررسی تاثیر پیش کربناته شدن بتن بر رفتار اسپالینگ تحت شرایط مختلف حریق پرداخته است که در مطالعات پیشین به این شکل مورد توجه نبوده است. نمونه های کربناته و غیر کربناته با اعمال سناریوهای حرارتی متفاوت آزمایش شدند و شدت اسپالینگ آن ها ارزیابی گردید. نتایج نشان می دهد که کربناتاسیون می تواند نقش قابل توجهی در تغییر الگوی اسپالینگ داشته باشد؛ به گونه ای که اثر آن بسته به نرخ افزایش دما و شرایط حریق متفاوت است. یافته های این مطالعه می تواند بینش مفیدی برای طراحی سازه های بتن آرمه مقاوم در برابر آتش و ارزیابی ریسک در شرایط واقعی فراهم آورد.

کلیدواژه ها:

بتن ، حریق ، اسپالینگ ، قلوه کن شدن بتن ، کربناتاسیون